化学反应工程范文

化学反应工程范文第1篇

1我校化学反应工程授课现状

我校的化学反应工程课程只针对化学工程与工艺专业本科生开设。我校的化学工程与工艺专业开设于上世纪九十年代，而化学反应工程课程的授课历史也已有二十多年。近年来，随着西部大开发进程的加快，成都及周边地区特别是民族地区对化学化工类人才的需求旺盛，我校每年化学工程与工艺专业的招生人数始终保持在140人左右。前几年由于学校工科基础薄弱，我校反应工程课程主要通过课堂教学为主，缺乏实验实践设备和场地，学生对于课程中涉及的基本原理仅有一些感官认识，无法深入理解。随着人才市场对学生素质要求的不断提升，仅局限于课堂授课的化学反应工程课程急需通过改革课程内容和授课方法，提升课程教学质量和学生素质。

2虚拟仿真技术与化学反应工程课程的融合

从去年开始，随着我校化学类虚拟仿真实验教学中心获批省级实验教学中心，学校加大了对化学类虚拟仿真教学平台的建设，本项目团队适时、创新性地提出将虚拟仿真技术和化学反应工程的教学实践相结合，大胆尝试提升化学反应工程课程教学效果的新方式方法。2.1利用虚拟仿真素材真正实现多媒体教学十四年前，我校就全面实现了多媒体教学，但是由于多媒体素材开发的滞后，使得过去的多媒体教学大部分是文字、公式、图片等的罗列。由于PPT播放速度快，多数学生对于课程理论内容一知半解，对学习的公式和图片很难融会贯通。从2014年开始，化学类虚拟仿真教学平台的一期建设项目中加大了对教学课件素材的购买和建设，如“合成氨素材库”“工业反应器素材库”等等，化学反应工程课程在多媒体教学中更多采用flas等动态多媒体形式进行教学，将公式、文字和图片融会贯通，复杂的内容变得浅显易懂，学生在课堂上的学习负担减轻，提升了学习效果。

2.2通过实物和实训模型加深理论学习效果

过去由于实验经费和场地紧缺，化学反应工程课程缺乏对应的实验和实训课程。自2015年开始，借助化学类虚拟仿真教学平台的实物模型和实训模型，我们开设了“化工仿真”和“化工专业实验”两门课程，通过专业实验加深学生对于工业反应过程和反应器理论的认识，通过实训课程扩展学生对于实际反应器具体操作方法的知识了解。例如:通过全混流反应器和平推流反应器仿真模型，学生可以深入理解“返混”的概念;通过多釜串联实训模型，学生可以深入理解停留时间的评价方法。实践过程中，学生通常4～6人一组，每个人均能够动手操作，因此加深了理论联系实际的效果。

2.3仿真软件教学使表面学习转变为底层学习

除了课件素材和模型以外，化学类虚拟仿真教学平台建设中还包括了“基础实验”、“专业实验”、“生产实训”三大仿真软件教学模块。其中，与化学反应工程课程相关的软件包括“CO中温－低温串联变换反应”、“乙苯脱氢制苯乙烯”、“催化反应精馏法制甲缩醛”等。以上软件的使用将学生对于理论课程的学习不再停留于公式推导、反应器结构等孤立的表面学，而是通过工业实例使学生将原理、实物、工业运用融会贯通，实现一种基于深层次理解的底层学习。这一过程使得该课程的学习效果显著提升。

2.4课上被动学习转化为课下主动学习

由于我校为二本院校且学生多来自少数民族地区，学生的知识基础较为薄弱，为了掌握课程内容需要反复练习和操作，需要更多的学习时间。但学校的实验设备和场地等硬件设施和资金均无法满足学生的长时间的课上学习。因此，我校化学类虚拟仿真教学平台建设投入部分资金建设了虚拟仿真网络共享平台，使得学生能够通过电脑、手机等客户端可以方便的访问学校的虚拟仿真软件资源。在课余时间，学生为了掌握课程内容、提升考试成绩，可以花大量的时间通过网络有针对性的对个别难点内容进行反复操练。这一举措将学生的学习由课上转变为课下，将学习方式由被动转变为主动。这一措施提升了学生对化学反应工程课程的学习热情，让教师有时间和动力去丰富共享平台资源，进而从根本上改变了课程的学习方式，提升了学习效果。

3成绩与问题

通过近一年的教学改革，我校化学反应工程课程的教学效果初见成效，学生对该课程的学习热情极大提升，课程期末考试优秀率增加至10～15%，学习效果有效提高。在实践过程中，我们也发现了不少现存问题需要解决。本次课程教学改革主要在于虚拟仿真技术和多媒体课堂授课之间的融合，由于探索时间短，故目前主要存在的问题都在于二者之间融合的兼容性问题，如:(1)如何实现多个课程之间的系统性融合从反应工程课程角度而言，新开的化工仿真和化工专业实验是反应工程学习的辅助课程，但从整个化工专业角度，三者均为专业教育服务，如何能将这局部与整体之间的关系进行融合是一个系统性问题。(2)硬软件资源与共享平台无法全方位融合目前，共享平台对于提升学生学习积极性和自觉性有很大帮助，但是由于共享平台和硬件、软件资源的接口不同，导致存在兼容性问题，要实现所有硬软件资源与共享平台的全方位融合需要学校和各个硬软件生产企业深入合作，这需要政策、人力、资金等多方位的支持。(3)实践硬件设备和专业软件之间缺乏直接联系目前，实践硬件设备和专业软件之间并无必然联系，有些硬件设备没有相应的软件支持，而多数软件也没有硬件实物作为对照，故而学生学习时对某个对象只能了解其硬件和软件方面，无法全面深入理解。为了解决这个问题，需要硬软件生产厂家提升自身产品研发深度，尽可能做到硬软件结合。

4结语

本教改课题借助国内迅速兴起的虚拟仿真实验教学平台建设的东风，创新性地将虚拟仿真技术和化工核心专业课程化学反应工程的教学实践相结合，做出大胆尝试，取得了较好的教学效果，课题研究中也发现了该系统中存在的问题，为提升我校以及类似民族院校的工程类专业课程的教学改革提供实践经验和理论依据。

化学反应工程范文第2篇

(一)存在的问题分析

1.学生情况高等职业教育一般学制三年，学生年龄在20岁左右，与本科学生相比，高职学生生源质量相对较差;部分学生基础差，而且没有养成良好的学习习惯。前期在高职学习的两年里，由于高职院校的定位与本科院校有差异，从而造成学生对相应课程的掌握程度不够，有些学生仍没有养成好的学习习惯，学习能力相对较差。

2.课程衔接本科教育培养的是研究设计型人才，理论知识的广度和深度远超出专科的要求。高职专科教育培养的是应用操作型的人才，理论知识贯彻“必需”和“够用”的原则，强调动手能力和实际操作能力的培养与训练。因此，专科院校的课程设置中，基础理论知识的课时数和学习深度远比不上本科院校，有些课程没有开设。［7］对于本学院参加自学考试“专接本”的学生来说，由于对“高等数学”、“物理化学”等先期课程的知识掌握得不够扎实，加上本身的抽象思维能力差、工程课程基础薄弱等原因，从而使得其在“化学反应工程”课程的学习过程中遇到的问题较多，一时难以适应。

(二)课程教学内容设定和教材选取

1.教学内容设定的思想“化学反应工程”课程的内容十分丰富，在相对较短的时间内要将所有内容都讲授完很困难。对于参加自学考试“专接本”的学生来说，由于学习的时间紧，学完全部内容有些困难，这样就需要对内容进行精简提炼。由于自学考试“专接本”目的明确，教学内容设定时，应紧扣江苏省高等教育自学考试“化学反应工程”科目的考试大纲的要求，根据大纲要求来设定教学内容并组织实施，以做到有的放矢，从而提高教学效率。

2.教学内容的具体设置根据大纲的要求，均相反应动力学和理想反应器、非理想流动、非均相反应这几部分内容是考核的重点，也自然是教学内容的重点。下面对这几部分进行分解，以确定具体实施的教学内容。均相反应动力学和理想反应器着重介绍:影响反应速率的因素;反应速率方程式的建立方法;两种理想流动模式的特点以及由此造成的两种理想反应器内温度、浓度、反应速率分布的区别，进而影响到反应器的生产能力和反应的选择性;反应器的教学模型———物料、热量衡算式，在不同反应器不同操作方式下的建立方法;理想反应器的设计计算;如何根据反应特性和反应器特性进行反应器型式和操作方法的评选等等。非理想流动部分的重点是:搞清楚反应器内返混的概念，返混与停留时间分布的区别和联系;停留时间分布密度函数E(t)和停留时间分布函数F(t)的物理意义;理想反应器的E(t)和F(t);如何由示踪实验数据确定E(t)或F(t)和分布函数的特征值，并由此确定非理想流动模型的模型参数。非均相反应主要是熟悉掌握气固催化反应和固定床反应器。非均相反应部分的重点是:如何判别是否存在内扩散影响，内扩期的影响程度如何，以及在有内扩散影响下如何确定催化剂的有效系数。

3.教材选取本门课程的讲授过程中采用以主要教材为主、参考教材为辅的理念，要求学生对大纲涉及内容进行系统、深入地阅读、思考。选用的主要教材为陈甘棠先生主编的“十一五”部级规划教材《化学反应工程》第三版，该教材内容全面丰富。

(三)课程教学实施

1.参考考试大纲和历年试题，以基础知识为主组织教学根据考试大纲要求，本门课程自学考试试题侧重于检验基本概念、基本原理和基本计算方法的理解掌握和灵活应用的程度。试题面覆盖各章，但体现重点章节。体现对内容了解、理解、掌握三个深度的要求。另外，根据对前几年本课程自学考试的试卷的分析，发现有相当部分的题目考查的都是基础知识，所以基础知识是根本。教学过程中，注重基础知识的讲授。通过对基础知识的深入讲解，使学生较好掌握基础知识并在此基础上能举一反三。如:化学反应速率的表达式，贯穿反应动力学的基本知识，形式虽然相对简单，但根据条件的不同，会有多种变化形式，讲解时要求学生把握基本，再依据所给条件进行相应变化，以期达到融会贯通的效果。授课时，要求学生按章做读书笔记，理出主要的概念、原理、公式和方法。

2.注重习题的训练学习反应工程者，往往能看懂书上的概念，但不会做题目。因而必须尽可能多做习题。首先可从看懂教材中例题入手，然后可以选择一些反应工程例题与习题书上的例题进行试做，将结果与题解对照。在独立解题时，对于计算复杂的题目，可以只列出解题思路。同时，由于实际考试时的题型分为选择题、填充题、名词解释、简答题和计算题等多种形式，学生做习题时也要多接触各类题型;学生做过习题后，教师对典型的题型进行集中讲解，以帮助学生理清不同题型的解题思路和掌握相应的解题方法。在总复习阶段，教师详细分析讲解一到两套模拟试题，学生独立完成几套模拟试题的练习是非常重要的环节，可以让学生清醒了解自己对课程知识的掌握程度，利于复习提高。

3.传统授课方式和多媒体教学相结合采用多媒体技术，能用图、文、声、像和动态视频等效果直观地把传统媒体技术条件下难以表述的现象与过程主动而形象地显现出来，所以采用多媒体技术来辅助教学，通过形象的手段来表达抽象的内容，往往可以收到事半功倍的效果。由于本课程涉及的内容相对抽象，学生开始学习时，往往难以理解和掌握。采用形象的多媒体教学，能加深学生对知识的理解和掌握，起到较好的效果。如对于各种反应器的型式和结构、流动模型、气固相催化反应步骤等知识点，采用多媒体动画能帮助学生更形象、直观地理解所学内容。

4.培养学生自学能力高职教学要求学生识记的比重相对较大，理解掌握的内容相对较少，学生分析解决实际问题的能力相对较差，习惯被动地接受知识。“化学反应工程”课程的知识理论性相对较强，处理问题时要求学生有较强的独立思维和抽象思维能力。因此，课程的讲授时注重对学生思维能力的培养。进行课程讲授时根据教材的特点，对教材要点、难点、关键之处罗列提纲，通过设疑、引读，引导学生养成预习、自学的习惯。同时，由于时间的关系，课程讲授时相对较快，会有部分学生跟不上节奏，这样就要求学生在课后能养成自学的习惯，能根据自学考试大纲的要求，结合教师的讲授，有针对性地进行自学。

二、课程教学效果

通过以上对“化学反应工程”课程的教学实施，学生基本能较好地掌握课程的基础知识和内容，除个别学生因后来中途缀学外，绝大部分学生都能顺利通过自学考试，从而达到了教学目标。图1为本校“化学反应工程”自考近年来的通过率，全省平均通过率为65－70%左右。从图1可以看出，本校“化学反应工程”的自考通过率高于全省平均水平，课程教学取得一定的效果。

三、结束语

作为开展“专接本”助学辅导工作的专科学校里承担助学辅导工作的教师，应依据高等教育自学考试“专接本”的特点，从参加学习的学生知识能力分析出发，帮助学生顺利通过自学考试。对于化学工程专业专接本的学生来说，“化学反应工程”是其主干课程，课程本身有一定难度，但通过合适的教学内容组织和教学方法实施，师生共同努力，学生仍能顺利通过自学考试。

化学反应工程范文第3篇

关键词：高职院校；化学反应工程；课程改革；改革实践

引言

进入新世纪以来，我国高职院校教育工作相对于先前有了较大的变化，对人才的培养也有了更高的目标。在高职化学反应工程教学中，遵照课程要求，针对性的逐渐完善化学反应工程教学体系，提升化学反应工程课程的教学质量，对高职院校教育工作的提升是非常关键的。在对“化学反应工程”课程的改革与实践中应从如下四个方面入手：

1、确定建设目标，深化教学改革，构建国内一流课程

化学反应工程包含了化工热力学、物理化学、控制与优化及化工传递过程等知识点，总体的知识领域较为广泛，对于培养高职学生的化学基础知识素养，提升学生的化学分析能力是非常关键的，因此，在进行高职“化学反应工程”改革时，应当首先认识到化学反应工程为所有化工课程的核心，为化工专业的专业主干课程。

外国知名大学在化学反应工程方面的研究及教学工作现对于国内对化学反应工程的研究及教学是较为超前的，因此，在进行化学反应工程课程改革时，全面的剖析国外知名大学同类课程的发展趋势，对提升化学反应工程课程改革的创新性及有效性是非常必要的。在具体的实施过程中，高职院校化学反应工程的教师可以首先通过互联网搜索国外知名大学的校园网站，跟踪了解国外知名大学在化学反应工程方面发展趋势，例如：剑桥大学、ARIZONA大学等国外知名大学内化学反应工程的课程设置等情况。其次，在化学反应工程课程教学中，可以借鉴国外知名大学化学反应工程的教学计划、教学资料，从而更好的开阔高职学生的眼界，激发学生学习化学反应工程课程的学习兴趣。第三，如果经济等方面的条件允许，高职院校化学反应工程课程的教师可以赴国外进行化学反应工程课程的访问与学习，亲身体检国外知名大学在化学反应工程课程教学方面所做的工作，学习化学反应工程的教学模式，这对于更好的开展化学反应工程改革有着重要的推动作用。

2、阐明基本原理，联系开发实例，教学内容精益求精

2.1精选了化学反应工程课程教学中基本原理的内容

化学反应工程的重点为将化学反应的机理阐明，将反应工程的基本理论、概念及研究方法介绍给同学，因此，在进行高职化学反应工程的课程改革时，应将化学动力学、理想流动反应器、间歇反应器、化学反应过程中质量与热量的传递，反应器稳定性及反应选择性作为化学反应工程的课程的主要讲解内容，并按照浓度效应与稳定效应展开相关的化学反应工程讨论工作，力求确切阐述、清楚表达，为高职学生更好的学习化学反应工程和化学反应器相关的知识打下坚实的基础。

2.2更新了反应工程课程教学中过程开发的案例分析

工业反应器为化学反应工程的主要研究对象之一，同时化学反应工程中理论联系实际的情况较多。很多高职教师在化学反应工程课程教学的过程中往往承担有与化学反应工程课程相关的科研项目，因此，这就为化学反应工程课程改革提供了较好的平台，教师可以将科研成果作为化学反应工程课程的具体案例进行开发与分析，从而更好的提升整个化学反应工程课程教学的精彩性，使之做到言之有物，更好的丰富整个化学反应工程课程的内涵，也能够帮助学生更好的了解与学习到化学反应工程在具体的开发过程中的作用与进展。

2.3 增加了生化、材料、环境等反应工程方面的内容

现阶段很多高职院校的化学反应工程教学缺乏教学所需的学习氛围，因此，在高职院校进行化学反应工程的改革时，增加了与化学反应工程相关的材料、生化及环境等方面的能够有效的反应出化学反应工程前沿的内容是有其必要性的。在具体实施时高职院校可以借此拓展课程内容的内涵，请学有专长的专家学者介绍生化反应工程、聚合反应工程、电化学反应工程、精细化学品反应工程、环境反应工程等新方向、新进展，有效的实现学生在学习化学反应工程课程时思路与眼界的开阔。

3、讲授研讨结合，试行双语教学，教学方法不断改革

高职院校在进行化学反应工程课程改革时，应重视教学方法的转变，传统的教学方式在一定程度上仍有一定的借鉴意义，因此，在进行改革时还应当继续坚持传统的教师讲授的方式，在教师讲授的同时，加入一定量针对性的讨论式教学方法，组织学生针对性的对化学反应工程的某些重要的知识点进行讨论。在化学反应工程课程具体讲授的过程中，注意应用归纳法、对比法及演绎法等方法，针对不同的化学反应工程内容，应采用不同的教学方法，在提升化学反应工程课程教学质量方面应下功夫，例如：在讨论串联反应优化问题上，引导学生精心制作了电子课件，并鼓励学生上讲台讲解，学生的积极性很高，既活跃了课堂气氛，学生本身也觉得收获很大。

其次，在化学反应工程课程改革时加入一定量的双语教学方式，能够较好的提升化学反应工程课程教学的质量，担任化学反应工程双语教学的教师一般均为博士学历，具有较多的国内外学习的经历，上课课件、板书全部采用英语书写，考试试题与解答也全部采用英语表达。双语教学试点吸引了一批具有较高外语水平的优秀学生参与，而上课教师也将国外化学反应工程教学思想与教学理念融入到课堂教学过程中，这对于提升学生学习的积极性有着较大促进作用。

4、结束语

在化学反应工程的教学改革的过程中，教师还应当充分的利用现代化教学设备，将教学的内容通过现代化多媒体技术呈现出来，更好的提升化学反应工程课程教学的生动性、形象性，这对于提升高职学生学习的兴趣也是较为重要的。

[参考文献]

[1]王琳琳，陈小鹏，梁杰珍，刘幽燕，韦小杰.改革地方院校课程教学模式和内容，培养学生工程与创新能力――以广西大学化学反应工程教学为例[J].实验技术与管理，2012，08：10-14.

[2]陈以会，原金海，苏小东.化学反应工程课程教学改革探讨与实践――基于“卓越工程师教育培养计划”[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2011，21：185-187.

化学反应工程范文第4篇

关键词:化学反应工程;教学改革;教材;实施方案

《化学反应工程》课程是化工类及相关专业的核心课程之一，属于本专业重要的专业基础课和必修课，在化工类学生的培养过程中起着举足轻重的作用。化学反应工程是一门研究与化学反应工程相关问题的一门科学技术，是从上世纪30年代初萌生到50年代末形成的一门由过程控制、传递工程、物理化学、化工热力学、化工工艺学、催化剂等相关学科互相交叉互相渗透而演变成的一门边缘学科［1］。通过近几年的教学经验和调查研究发现，学生普遍认为化学反应工程是大学课程中最难学的基础课程之一，学习过程中发现理论计算公式复杂，反应器种类繁多，课程学习结束后感到一头雾水，抓不住重点。因此，面对这样一门课程，如何进行教学，让学生理解起来更加形象生动，从更本上改变化学反应工程的教学现状是我们目前的重要任务。本文结合不同种类高等学校选用教材的特点和差异，并根据我校化工专业的特色，提出了《化学反应工程》课程教学的侧重点，从多方面对本课程的教学提出了改革实施方案。

1《化学反应工程》教学在化工专业中的作用

化学反应工程的主要任务是研究化工生产过程中反应器内的反应规律和传递现象，使化学反应实现工业化生产的一门技术科学，是提高化工生产技术所必需的科学技术理论。化学反应工程在化学化工领域中起着举足轻重的作用，目前各种化学品的生产和应用无不借助于化学反应工程相关的理论知识。在20世纪40年代，一个化学反应过程的技术开发到真正的工业生产大概需要十年以上的时间，而现在只需要三到五年。此外，随着计算机技术的快速发展，中试试验的规模不断缩小，试验的次数也不断减少，大大加快了化工厂建设的步伐，降低了投资建设的成本［2］。因此，作为一门理论教学课程，将化学反应工程这门课程作为化工专业方向的重点课程进行建设，对于高等学校教学改革的促进、本科教学质量的提高、优秀化工专业人才的培养具有十分重要的意义。济南大学作为一所省部共建的大学，化学工程与工艺专业一直是本学校的特色学科，学校对化工类学生的培养目标一直是培养应用型高技术的人才，每年为我国的精细化工和石油化工行业输送大约240名高水平人才，对精细化工和石油化工行业的发展起到重要的作用。为此在化学反应工程教学过程中，我们紧密结合我校的特点和化工实际生产的需要，着重提升学生的反应工程知识储备，培养学生分析解决实际工程问题的能力，并在教学过程中不断地进行教学改革和实践，把课程、教材的理论研究和教学方法相结合，不断提升《化学反应工程》的教学效果。

2不同类型高校选用教材的特点和差异

直到20世纪70年代，化学反应工程的相关研究成果才开始被大量地介绍到国内，其中华东理工大学的陈敏恒教授，天津大学的李绍芬教授，浙江大学的陈甘棠教授，四川大学的王建华教授等是国内最早从事反应工程教学的学者。到了80年代以后，国内从事化学反应工程学科教学研究的队伍迅速壮大，并且化学反应工程的研究逐渐渗透到各种化工领域，与世界研究水平之间的差距也不断缩小，不同版本的教科书和各种各样的专著也相继出版。反应工程已经成为我国化工类专业学生的一门非常重要的专业课程。目前国内已有120所大学和科研单位培养化工类相关专业的人才，例如清华大学、天津大学、华东理工大学、北京化工大学、中国石油大学、南京工业大学、浙江大学、大连理工大学、四川大学、华南理工大学和济南大学等。目前化学反应工程学科正在蓬勃发展，由于国内高校地区和专业特色的不同，不同高校在化学反应工程教材选择上也存在差异，各有各的特点。作者就不同高校所使用的《化学反应工程》教材进行了汇总和分析。首先介绍一下陈甘棠教授主编的《化学反应工程》(第三版)，这本教材是国内许多化工类高校选用的主要教材之一，随着我国在化学反应工程这一重要学科的教育方面日渐普及，该部教材自1981年第一版问世以来，已经出版到了第三版，受到广大化工类专业师生的好评［3］。该部教材的特点是着重基础，本书共分为十章，分别介绍了均相反应过程，包括均相反应动力学基础、均相反应器、非理想流动:非均相反应过程，包括气—固相催化反应过程、非催化两流体相反应过程、固定床反应器、流化床反应器;聚合反应过程，包括聚合过程的化学与动力学基础;生化反应过程，包括生化动力学基础、生化反应器。该部教材注重反应工程研究方法的介绍，在不同的章节内容中论述了反应工程学的发展方向，有助于读者进一步深入研究。朱炳辰老师主编的《化学反应工程》也受到国内很多工科类高校化工专业老师和学生的青睐。本部教材的第一版是由化学工业出版社于1993年出版，截至目前本部教材已经出版到第四版，其中第三版累计发行量高达32000册。《化学反应工程》第四版主要吸收了一些关于现代化学反应工程发展方向方面的知识，本部教材的主线是围绕化学反应与动量、质量、热量传递交互作用的共性归纳综合的宏观反应过程，以及如何解决反应装置的工程分析和设计。该书对近年来出现的化学反应新概念、新理论和新方法做了大量阐述。另外，对于国内一些偏工科的化工类高等院校，选用的教材大多数以郭锴老师主编的《化学反应工程》为主，本部教材的主要内容包括:均相单一反应动力学和理想反应器、复合反应和反应器选型、非理想流动反应器、气固相催化反应本征动力学、气固相催化反应宏观动力学、气固相催化反应固定床反应器、气固相催化反应流化床反应器、气液相反应过程与反应器、反应器的热稳定性和参数灵敏性。本部教材的特点是主要突出了该门课程的重点和难点，删除了一些与教学大纲联系不是十分密切相关的内容，并着重讲解解决化学工程问题的基本方法。除此之外，罗康碧老师主编的《化学反应工程》教材结合了理科和工科的综合优势，吸收了国内外相关教材的许多内容和好的经验，增添了一些反应工程研究方面的最新成果。另外，本部教材在贯彻“少而精”的原则上更注意删繁就简，将重点放在化工专业领域内共性的基本问题上，并且同时体现了其教学性。本部教材先重点阐述基本概念和基本原理，然后结合实际生产，详细论述各种常用反应器的设计方法，并列出详细的例题和课后习题，用于帮助学生利用所学到的反应工程原理去分析和解决实际应用问题。近年来，梁斌等老师主编的《化学反应工程》第二版也受到国内许多化工类高校老师和学生的欢迎。在本部教材中，主要内容是以《化学反应工程》、《反应器理论分析》及国内外相关优秀教材为基础，致力于培养学生的分析问题能力和提高学生的工程实际知识储备，减少了教材内容在模型分析上的过程描述，加强学生在建立模型方面的训练。另外，本部教材还增加了工业应用背景的实例分析和课后习题，在分析解答这些习题的过程中让学生充分掌握反应工程的基本原理和相关知识，使教学内容尽量与科学研究和工程实践同步。

3我校化工专业的特点和教学侧重点

济南大学的化学工程与工艺专业属于理论性和应用性兼顾的一门特色化工学科，本专业始建于1992年，前身为山东建材学院精细化工专业，1993年招生，是济南大学重点学科的重要组成部分，2007年被学校授予校级特色专业，2012年成为山东省品牌(特色)专业，现为山东省氟化学化工材料重点实验室依托专业之一。其中化学反应工程这门课是本专业重要的专业基础课和必修课，另外，化学反应工程课程的理论教学是本专业本科教学的重要组成部分，起着理论指导和基础知识培养的作用。另外，从学校每年安排的工程实习学时就可以看出，学校对学生的动手能力和实践能力提出了更高的要求。例如学校每年组织化学工程与工艺专业大三学生去山东金城医药化工有限公司进行生产实习，主要参观和学习2－甲氧羰基甲氧亚胺基－4－氯－3－氧代丁酸生产车间的反应器设计和工艺装置流程图。通过调研每年的学生生产实习效果发现:学生在学习完实际工业生产装置后，对课本上的基本概念和原理理解的更加透彻。根据我校化工专业的特点，在《化学反应工程》的课程教学上，我们选择的教材是郭锴老师主编的《化学反应工程》第二版。在课堂教学过程中我们的教学目标为:通过对反应工程理论的学习，能够运用化学反应工程的理论方法建立数学模型，优化设计反应器、或者改善化学反应场所、改进现有的化工生产工艺;进一步提高学生的理论联系实际的能力，培养学生判断和解决问题的能力，使学生学会研究的方法，为进入研究生学习打下良好的基础;掌握由化学动力学特性建立动力学方程、建立数学模型、优化和设计反应器及改进化工工艺的理论;运用化学反应工程的知识，能够进行基本化工反应装置反应器的设计。

4拟采用或已经实施的教学方法

化学反应工程具有跨接多种学科的特点，结合本校化学工程与工艺专业的特色和优势，笔者从以下方面进行了教学方法的改进。(1)结合我校特点济南大学在医药中间体工业化生产、氟化学材料合成、精细化学品制备和环境催化方向具有鲜明的特色和优势，已经发展成为以新产品开发、新工艺设计、新技术应用为特色的精细化工和化工领域高级人才培养、科学研究和新技术开发的重要基地之一，并多次获得国家科技进步奖和发明奖。因此，在本科教学过程中，要结合我校化工专业的特色，着重讲解气固相催化反应和气液相反应过程，并要求学生能够运用化学反应工程的知识进行基本化工反应装置或反应器的设计，进一步提高学生的理论联系实际的能力，培养学生判断和解决问题的能力，为社会培养优秀的化学化工(医药中间体、氟化学材料和精细化学品)相关人才。(2)阐述方法和教学方式的改进目前全国高等学校的教学方式还是以灌输式教学为主，老师主动讲，学生盲目听，导致课堂利用率低，学生学习效率不高。随着计算机技术的不断发展，多媒体技术在高校已经普遍使用，虽然这样可以改善课堂教学方式，丰富课堂教学内容，提高学生的学习兴趣，但是多媒体技术的使用导致每节课的授课内容大大增加，学生并不能高效率的吸收每节课中所有的知识点，导致在学期末时学生对这门课的了解程度并不高［4］。例如，我在第一次讲授《化学反应工程》这门课程时，由于讲课经验和技巧都很欠缺，所以在整个课堂教学过程中完全按照多媒体上的内容进行阅读，这样生硬的填鸭式的教学模式，导致整个课堂教学效果很差。因此这样的灌输式教学模式会导致学生盲目听从，其自主性和能动性大大缺失，所以在以后的教学过程中，我们要“授之以渔”，而非“授之以鱼”，这需要我们在教学方式上加以引导［5］。笔者认为改变这种填鸭式的教学模式，主要的突破口就是让学生参与到课堂教学过程中，充分调动学生的积极性并培养学生对本门课的学习兴趣。针对这一措施，笔者在教学过程中进行了一些探索和改进，取得了很好的效果。具体探索过程如下:在阐述一些基本概念和原理的时候，可以在课前让学生充分的查阅资料，然后在课堂上让学生进行讲解，在这过程中并进行充分讨论，最后老师做总结，并纠正学生的错误观点。这种“查阅资料－主题讨论－问题反馈”的教学模式，能够让学生参与到课堂教学过程中，让学生做课堂真正的主人，提高学生的主观能动性，改变填鸭式教学的不足。(3)注重理论和实际的结合在高校的课堂教学过程中，教科书是一种不可或缺的教学工具，但也不能作为唯一的使用工具，教科书在本科教学过程中只能作为一种辅助的工具。这样就要求老师在教学过程中要灵活应用教材，既不能完全拘泥于教材，也不能完全脱离教材，在讲清楚基本原理和基本概念的基础上，注重理论和实际相结合。在每一章的讲述过程中，把每一个知识点都与实际工业应用相互关联，并阐明其主要的热量传递、动量传递、质量传递及化学反应在实际过程中是如何应用的，以加深学生对每一个知识点的理解。另外，还要注意结合科研成果，对学科前沿知识进行讲解，让学生了解目前化学反应工程的研究动向，例如在讲解气固相催化反应本征动力学时，可以引入最新发表的经典文献，通过对文献的讲解，加深学生对气固相反应本征动力学的理解，知道如何来研究一个催化剂的本征反应活性。通过这种理论与实际相结合的方法，可以大大提高学生在课堂上的学习效率。在对《化学反应工程》课程教学方法不断改进后，获得了良好的课堂效果，这不仅对教师的教学能力是一种转变和提高，对化工类学生思维和能力的培养也具有重要的意义。

参考文献

［1］金涌，程易，颜彬行.化学反应工程的前世、今生和未来［J］.化工学报，2013，64(1):34－43.

［2］王安杰，周裕之，赵蓓.化学反应工程［M］.北京:化学工业出版社，2005:1.

［3］陈甘棠.化学反应工程［M］.北京:化学工业出版社，2011:1－3.

［4］吴元欣，朱圣东，吴迎.以多尺度理念构建新的化学反应工程体系［J］.武汉工程大学学报，2011，33(1):2－3.

［5］李倩，牟宗刚，李平，等.《催化原理与技术》教学之管见［J］.济南大学学报，2013，23(2):170－171.

化学反应工程范文第5篇

一、化学反应工程传统教学存在的问题

(一)教学内容缺乏实用性。目前，化学反应工程教材过于强调其本身的完整性和系统性。教材中列出了均相反应过程的简单反应器和组合反应器的基本理论，催化剂与催化动力学基础，固定床、流化床反应器等反应工程应用理论，内容繁多，缺乏实用性。另外，教材中的内容专业性很强，脱离实际应用的话学生会很难理解透彻，想象是不能加深学生对其的认识的。这些都与“要以应用为目的，以必需、够用为度”的原则背道而驰，而且在本课程学时大大减少的情况下，教材中的很多内容不太可能再讲授，学生学得的知识点不够连贯，许多问题没有明确的解决办法。(二)教学方法陈旧少变。该课程知识点繁多，教学方法陈旧单调，仍在使用“灌输法”，缺少与实际应用的关联，学生通过教学习得的知识很有限。教师只讲授编好的教材中的公式和知识点，缺乏与学生的互动性，在教学活动中，学生多是被动进行理解和记忆，［2］学习的主动性和积极性受到了极大限制，最终导致教学效果很不理想。(三)课程内容安排太宽泛。本课程涉及面广、跨度太大，既有化学的综合又加上了工程问题;触及许多学科的知识点但又不去精细地分析，只是简单地介绍一些与反应工程有联系的基本理论和工作。这导致化学反应工程成了一门孤立的学科，原本其中相互联系的知识点也因为这种孤立而变得模糊、难以理解，因此，学生记不清相关知识，很容易放弃继续学习。(四)考核办法单一。“化学反应工程”传统教学考核多采用一次“闭卷”考试来考查学生成绩的优劣。学生为了应付考试，只是死记硬背课本中的重点内容，而不去认真推演公式的由来，导致普遍学得很不扎实。较多走上工作岗位的毕业生反映不能将学到的知识用于解决实际问题。

二、教学内容的改革

(一)授课时加上课堂讨论，［3］让学生讲述自己对反应过程中热量等传递过程的认识，谈谈对反应器的设计思路和创新方向以及如何将其他课程的知识与本门课程结合，如催化剂的物理特性或数学模型的类别。在传授知识的同时，强化他们对书本和实际工业应用的联想能力，为以后对反应过程进行工程分析和反应系统的设计打下坚实的理论基础。(二)增加实验课的内容和实验课时。实验内容的增加有利于对理论知识的理解和对实际现场装置的认识，如单釜和三釜串联停留时间的测定和分析有利于加深釜式反应器物料的停留特点和规律，而乙苯催化脱氢制苯乙烯实验有利于学生对脱氢催化剂的制备、特点等的认识。1．科学筛选、讲授“重点”、抓住“关键”。专业基础课是相关学科的扩充和延伸，由于课程内容繁多，而教学学时有限，学生的学习方法单一，因此教学内容需要按照“精益求精”的原则进行筛选，把握教学大纲中规定的要求，抓住关键知识，明确教学中的重点和难点所在，进而使学生从本质上明晰学习的重点，达到提升教学效果的目的。［4］本课程的重点是让学生学习反应工程中的基本概念、基本理论和研究思路，阐明间歇反应器、理想流动反应器、返混等反应过程中的传质、传热、传动以及复杂反应中物料、热量衡算等主要内容，突出影响反应过程的重要方面。课程内容在顾及学生已经掌握的知识结构的前提下，有机、灵活地结合了反应工程，并保持了其系统的完整性，使得学生能够从微观和宏观层面更好地吸收这门课程。2．重视思维能力的培养。教师不仅要给学生传授知识，更重要的是教给学生应用知识的能力。［5］工程思维是知识实践性应用的一种最直观的表现，而反应工程正是一门与这种思维密切相关的课程，但在培养学生的过程中，有一个不可回避的难点———从实际应用的角度，以工程的眼光看待问题。因此，在教学中应注重加强学生的工程分析方法。可以结合相关的思考题、例题等，在课堂上讲解一些有针对性的习题，以实践的方式看清问题的核心。围绕创新教育这一主题，讲课中应列举大量实例，教给学生求索知识的方法和学以致用的能力，使之了解实际应用中涉及到的理论知识，并运用工程的思维去进行分析。3．多媒体教学与实验相结合。伴随科学技术的发展，在传统教学中引入多媒体和实验综合的方式，两者的加入必将产生2+1＞3的效果。尤其是对于初涉工程领域的学生而言，由于缺乏对反应设备的全方位认识，所以不容易了解反应器内的传递过程与化学反应机理等内容。媒体教学融合教学软件、模拟视频等先进技术，加上实验课能直观地向学生展示反应设备的内部结构、操作运用及反应机理等，学生从多角度深入到学习中，对于化学反应工程这门课程中的复杂章节及难题能够得到准确的理解，学生的学习兴趣可以得到显著提升，也可能以最直接的方式接触工程领域的相关理念。采用这样的教学方式所培育的学生将会更容易理解实际应用中的工程设计。4．改革考核制度。考试可以测评学生的学习效果，提高学生学习的积极性。在传统的期末考试这一常规测评方式的基础上，变革考核方式，即在占总成绩60%～70%的期末试卷考试中增加关于反应器模型的理解题和创新题，使多媒体和实验课的成绩比例占到30%～40%，通过这样的方式，学生就能以建设性的思维去思考问题，提高他们的创新能力和动手能力。5．英文辅助教学。现有的大部分中文教材只做到了对原著英文的表面性翻译，并不能清晰地阐述作者的核心思想，所以，在教学中引入外国著作，二者相辅相成，在语言层面上可以增强学生的外语能力;在思想上，可以使他们接触世界上先进的工程思想;在兴趣上，能使他们感受到工程设计中的奇妙乐趣。6．组织课题小组，培养创新能力。要想在化工技术方面领先，必须培养有创新能力的人才，化学反应工程应注重创新能力的培养，组织学生积极参与到教师的课题之中是个好办法。组织课题小组进行学习，不断为广大学生提供从事化学反应工程科研活动的机会，使学生对化学反应工程的学习兴趣得到较大提升，创新能力得到培养。

化学反应工程范文第6篇

[关键词]化学反应；工程教学；知识框架；方法衔接

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）08-0121-03

化学反应工程是化学工程的一个重要分支和组成部分，以化学反应过程和反应器为研究对象，旨在进行化工反应技术的开发、反应过程的优化和反应器的设计与优化，属于化学工程与工艺专业的核心课程。[1]本课程涉及物理化学、化工热力学、化工传递过程、优化与控制以及数学、物理等多领域的知识，是集综合性、工程性和理论性于一体的交叉性很强的一门学科。学生在学习本课程时，普遍感到理论抽象、数学推导繁琐、工程问题多，不少学生认为化学反应工程是大学中最难学习的课程之一。[2]甚至，很多学生在学完本课程之后，其思维仍停留在繁琐的计算公式中，不甚清楚所学知识的内在联系和具体应用。尽管已有很多关于化学反应工程的教学、教改论文，在教学内容、教学方法以及考核方法等方面提出很多有益的建议和措施，但是仍有必要进一步的对化学反应工程的内容进行一个系统的梳理，构建一个明确、系统的知识体系框架，对一些容易混淆的概念、知识点予以廓清，并针对部分知识难点的教学提出一些建设性处理方法。鉴于上述原因，笔者经过多年的教学实践，结合学生的反馈，获得一些体会，希望能与同仁们进行交流，提升本门课程的教学效果。

一、构建课程知识体系框架

由于化学反应工程具有内容多、公式多、计算繁琐的特点，很多大学生在学完本门课程后，留下的印象大多是大量、复杂的公式推导和计算，他们仍十分迷惑从这门课程中究竟学到了什么知识，所学知识有什么用？因此，在课堂教学时要力求避免纯粹的繁琐数学描述，着重进行基本概念、基本理论和工程观点的阐述。这就有必要构建一个清晰、明确的化学反应工程的知识体系，让学生清楚课程的核心目标以及不同章节知识点间的内在联系，并不过多的纠结于复杂的数学计算，方能化繁为简，更好的掌握本课程的知识。

图1画出了化学反应工程课程的知识体系框图，涵盖了课程的核心目标、研究对象及其间相互关系和主要章节内容。学习本课程的核心目标是能对化学反应过程进行正确分析，设计和优化反应器。基于此，还可开发新技术和设备，指导和解决反应过程开发中的放大问题，发展和完善反应工程学的理论和方法。工业化学反应总是在一定的反应器中进行，化学反应的特性（化学过程）和反应器的传递特性（物理过程）共同作用，影响到最终的反应结果。为了便于学习和研究，将反应特性和反应器传递特性分开来进行研究和阐述，在分别研究清楚之后，再进行综合。这就需要研究清楚两方面的内容：（1）化学反应特性，主要研究不考虑传递过程的本征动力学，属于每一个化学反应的个性，是影响反应结果的内因，不同的化学反应体系具有不同的动力学表达式。按照参加反应的物相划分，化学反应可分为均相反应和非均相反应。其中，均相反应的反应速率主要受催化剂、温度、浓度（压力）和溶剂特性的影响，在反应体系确定的情况下，其反应速率则可表示为温度（T）和浓度（C）的函数关系，即：-ri=f（T，C）。而非均相反应总是发生在相界面上，其本征化学反应过程涉及多个界面过程（如：气-固相催化反应包含表面吸附、表面反应和表面脱附三个串联过程），其反应速率除受上述因素影响外，还受到反应界面大小的影响，在催化剂确定的情况下，仍可表示为-ri=f（T，C）。本部分内容主要涉及均相反应动力学基础和非均相反应（多相催化催化）动力学基础两个章节。（2）反应器传递特性，主要是指反应器的热量、质量传递（在压力变化不大的情况下，一般不考虑动量传递）和返混特性，属于反应器的共性问题，是影响反应结果的工程因素――通过影响反应器内温度与浓度分布而改变反应结果。反应器按操作方式可以分为间歇式操作、连续操作和半连续操作。其中间隙式操作的所有流体质点具有同样的停留时间，而不存在返混问题；而连续操作的反应器根据返混的大小程度则可以分为完全不返混的平推流反应器（PFR）、完全返混的全混流反应器（CSTR）以及介于二者之间的实际反应器。PFR和CSTR中的流体流动状态是两种理想的极端情况，称为理想流动；而偏离上述两种理想情况的流体流动（不管是否由返混造成）则为非理想流动，对于非理想流动通常通过停留时间分布函数和停留时间分布密度函数，并借助于一定的流动模型来描述其流动特征。本部分内容主要分为理想流动（部分书也称之为均相反应过程）和非理想流动两个章节。

反应器的传递特性与其中发生何种反应无关，故可以通过冷模实验来研究大型反应器中的传递特征；而化学反应的本征反应动力学特性与反应器的尺寸、形式无关，则可以构建小型热态实验研究反应特性。这样就可以比较容易的分别研究清楚反应器的传递特性和化学反应特性。鉴于反应器的传递特性会改变反应器的温度场、浓度场，从而影响反应器内各质点的反应速率，进而又改变反应器内的温度、浓度分布，二者相互作用、相互影响，影响最终的反应结果。因此，需要综合考虑化学反应特性和反应器传递特性，通过数学模型法，联立物料衡算式、热量衡算式、动力学方程、动量衡算式和参数计算式，进行反应过程的分析（包括反应器的热稳定性），从而设计新的反应器或对现有反应器进行优化。本部分内容主要涉及均相反应器（含反应器热稳定性分析）和非均相反应器（主要包括固定床反应器、流化床反应器及多相流反应器）各章节。考虑到我校的化学反应工程教学课时为48学时，关于多流体相反应过程、聚合反应过程以及生化反应过程等章节的内容则不做课堂教学要求，感兴趣的同学可以自学。

二、注重方法

关于教学方法在很多教学论文[3] [4] [5]中已有较好的阐述，在这里主要针对本门课程一些难点抛砖引玉的介绍几个处理方法，希望有助于大学生学习和掌握相关内容，学会将所学知识进行移植、融会贯通。

（三）在化学反应工程中常常会涉及很多优化问题的求解问题

化学反应工程常常涉及串联反应中间产物为目标产物时的优化操作时间，循环反应器的最优循环比，CSTR串联反应器的优化组合，以及CSTR反应器的热稳定性等问题。优化问题求解实际上就是求解极值，惯用的手段就是推导出关键函数与关联操作变量的函数关系式，通过求导并令导数等于零即可求出最优操作条件。这是纯粹的数学问题，学生往往觉得抽象、难以理解，并容易因抽象的数学公式而产生厌学情绪。这时，将关键函数与关联操作变量在图上示意出其变化趋势，再结合关键函数的数学求导进行讲解就很容易被学生理解、接受了。

三、知识的衔接与应用

化学反应工程是一门集理论知识和工程应用于一身的课程，贯穿化学工程专业的大学三年级及其以后的整个大学生涯。在化工专业的课程设置和能力培养上必须注重知识的衔接和应用。我校的化学反应工程课程安排在大学第六学期，同步开设了化工专业实验，其中与本课程紧密相关的实验主要涉及反应器停留时间分布的测定（包括管式反应器流动特性测定、多釜串联返混性能测定）、多孔物质（催化剂）孔径分布及比表面积的测定、甲基丙烯酸甲酯的本体聚合及其聚合反应速度的测定、活性炭吸附法脱除气体中的有机溶剂蒸汽、煤炭反应性的测定、固体流态化实验（含流化床干燥实验）、超细粉体（碳酸钙）的制备等（上述部分实验属于设计性的选做实验）。通过实验强化学生对非理想流动特征、反应器停留时间分布特征及其测定方法、反应速率测定方法、多孔介质上气体吸附特征及其应用、实际反应器等的认识和理解，并能初步创造性的运用所学理论知识进行反应器的操控和数据的处理。第六学期期末即进行为期3周的化工生产实习，其中2周主要在燕山石化的炼油厂和化工厂进行，现场重温各类实际化工反应器及其操控；1周在校内进行，可在新建的化工仿真实验室进行石油常减压蒸馏和催化裂化工段的仿真实习，熟悉各装置的操控、调节和事故分析、处理，增强工程分析和解决工程问题的能力。每年举办的全国大学生化工设计竞赛（自2007年开始举办，时间为每年的5月-8月）为化工类大学生提供了一个很好的培养和锻炼创新思维、工程设计与实践等多方面技能的实战平台。近五年来，我校化工专业学生均组队参赛，参赛人数比例逐年递增，今年的参赛人数达整个化工专业学生总人数（指化工专业三年级大学生，个别二年级优秀学生参与体验但不组队参赛）的65%。从2014开始，我校开始尝试将本年度的化工设计竞赛题目作为化工专业的专业综合设计题目，一改使用多年设计题目的陈旧感，紧追化工领域的当前热点，师生普遍反映效果良好。在化工设计竞赛中的一大核心即是反应器的设计和模拟，有助于夯实化学反应工程学科相关知识，并学以致用。课堂教学――专业实验――设计竞赛――专业综合设计这一系列教学实践活动保证了化学反应工程知识的强化、吸收和从学到用的衔接。

四、结束语

综上所述，对化学反应工程的教学除了常规的教学方法的改进外，尚需要从课程本身的特点出发，从第一堂课开始即要构建一个清晰、明确的课程知识体系，避免过多的纠结于复杂的数学计算过程。并且，在教和学的过程中巧妙的利用一些处理方法解决知识难点，起到融会贯通的作用。此外，教学院系在化工专业培养体系和课程设置上要适当注意专业知识内容的衔接和运用，力争做到学以致用，学以会用。

[ 注 释 ]

[1] 李宝霞.《化学反应工程》教学改革模式探讨[J].高教研究与实践，2012（4）：33-35.

[2] 苟建霞，解胜利，贾冬梅.化学反应工程教学与改革[J].广西大学学报（自然科学版），2008（S1）：264-266.

[3] 尹先清，李赓.化学反应工程教学方法探讨[J].长江大学学报（社会科学版），2010（5）：32-33.

[4] 丁一刚，吴元欣，程健，等.化学反应工程课程体系与实践教学模式的探讨[J].化工高等教育，2008（5）：49-52，79.

化学反应工程范文第7篇

化学反应工程是一门涉及物理化学、化工传递过程、化工热力学、化学动力学、以及生产工艺、环境保护、经济学等知识领域的课程，是一门综合性很强的工程学科。主要研究工业规缕化学反应器中化学反应过程与反应物系质量、热量、动量传递过程即“三传一反”同时进行的物理变化与化学变化的基本规律。在此基础上，探求反应器设计包括装置的型式结构设计、操作条件(参数)的选定及控制、技术经济效果的评价及优化等的基本原理和基本方法。其核心就是对反应装置中的操作过程进行定量的工程学解析。

对所研究的化学反应，以简化的或近似的数学表达式来表述反应速率和选择率与温度和浓度等的关系。这本来是物理化学的研究领域，但是化学反应工程工作者由于工业实践的需要，在这方面也进行了大量的工作。不同之处是，化学反应工程工作者着重于建立反应速率的定量关系式，而且更多地依赖于实验测定和数据关联。多年来，已发展了一整套动力学实验研究方法，其中包括各种实验用反应器的使用、实验数据的统计处理方法和实验规划方法等。

对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究，并力求以数学式予以表达。由于传递过程只是物理的,所以研究时可以避免化学反应,用廉价的模拟物系（如空气、水、砂子等）代替实际反应物系进行实验。这种实验常称为冷态模拟实验，简称冷模实验。传递过程的规律可能因设备尺寸而异，冷模实验所采用的设备应是一系列不同尺寸的装置；为可靠起见，所用设备甚至还包括与工业规模相仿的大型实验装置。各类反应器内的传递过程大都比较复杂，有待更深入地去研究。

对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程，在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下，将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解，就可以预测反应结果和反应器操作性能。由于实际工业反应过程的复杂性，至今尚不能对所有工业反应过程都建立可供实用的反应动力学模型和反应器传递模型。因此，进行化学反应工程的理论研究时，概括性地提出若干个典型的传递过程。例如：伴随着流动发生的各种不同的混合，如返混、微观混合、滴际混合等；反应过程中的传质和传热，包括反应相外传质和传热（传质和反应相继发生）和反应相内传质和传热(反应和传质同时进行)。然后，对各个典型传递过程逐个地进行研究，忽略其他因素，单独地考察其对不同类型反应结果的影响。例如，对反应相外的传质，理论研究得出其判据为达姆科勒数Dα，并已导出当Dα取不同值时外部传质对反应结果的影响程度。同样，对反应相内的传质，也得出了相应的判据西勒模数。这些理论研究成果构成了本学科内容的重要组成部分。这些成果一般并不一定能够直接用于反应器的设计，但是对于分析判断却有重要的指导意义。

由于在已选定的工业反应器中进行的宏观化学反应过程，就是具有一定化学动力学特性的反应物系进入具有一定流动和传递特性的工业装置中进行演变、达到人们期预的状之后离开反应器的全过程，整个过程涉及到多种影响参数及各参数之问相互作用的复杂关系。使宏观过程控制到期预状态，达到工程技术目的，实现技术经济目标，必须搞清上述诸多因素或参数对宏观过程、状态及生产(设计)目标的影响规律、调控的可能性及程度、技术经济效果等。在研究或处理方法上，就是在实验(实践)的基础上，用数学模拟的方法即根据反应的动力学特性和该物系在该反应器中的传递特性及流动特性，抓住影响宏观过程的主要矛盾和矛盾的主要方面。恰当地简化处理那些影响不大的次要因素，建立物系的动态物理模型。再对物理模型进行数学描述—建立宏观过程的数学模型，进而根据特定的初始条件、边界条件对数学模型求解，确定有关设计参数以及模拟放大，实践检验，修正完善。显然，该模型就是化学动力学模型、流动模型、传递模型以及相关的参数计算模型的综合。所以建模及解析无疑是各类反应器设计的中心。

学习的过程要与实际工程联系起来

例如在返混这一概念的学习中，例如，针对丁二烯氯化制二氯丁烯的开发，根据化学反应工程理论指导认识反应特征，温度效应要求反应器内不出现低温区，否则造成反应选择性差，为使反应器内不出现低温区，最直接的方法是将两种物料各自预热，然后进入反应器。但是丁二烯容易在预热器中发生自聚，造成换热面的污染，使换热器不能长期运转。因此，从工程的角度，不宜采用用原料预热的方式，可利用返混使进入反应器的冷料与反应器中的热料迅速混合，使冷料可以立刻提高温度。正如全混流反应器中提到，充分的返混将使反应器内的各处温度和浓度均匀，并等于反应器的出口浓度好温度。

工程分析方法是将化学反应工程中诸如返混，传质，传热等物理因素对反应结果的影响，进行分解处理，而后进行工程分析。工业反应器中的化学反应可以分解为物理过程和化学过程。在化学反应过程中，影响反应结果的因素可分为二类：一是与设备大小无关的反应动力学因素，即化学因素，这是过程的个性。每个反应各不相同。二是与设备大小密切相关的传递过程因素，即工程因素，这是过程的共性，同类反应器的传递特性是相同的。不因进行的反应过程而变化。但与反应器大小密切相关。而从本质上看，工程因素对反应结果的影响，是通过流体流动，传质和传热等物理过程。改变了反应场所的浓度和温度分布，再通过反应动力学的特征间接地影响了反应结果。

反应工程思维方法揭示了上述决策变量对反应结果的影响。实质上是有关工程因素对反应场所温度和浓度的影响，而反应场所的温度和浓度是通过化学反应的温度效应与浓度效应对反应速率，反应选择性产生影响，进而改变了反应结果。因此，我们在教学过程中突出强调反应工程理论思维法运用，强调从分析工程因素的本质入手，针对反应动力学特征来判别工程因素对反应结果的影响，培养采用工程分析法来分析和解决工程问题的能力。只有把握了工程因素本质及反应特征，分析了工程因素对反应结果的影响程度，才能使从反应过程设计和操作上提出优化的工程措施，解决工程问题。

返混这一工程因素，已经知道返混造成了反应器内浓度的变化，使反应物的浓度降低了，那么对反应结果有何影响呢?对这个问题，我们不能简单地下结论，而要根据反应过程的特征，具体问题具体分析。例如，对串联反应而言，浓度降低总是造成反应选择性的下降，故这一工程因素的影响总是不利的：而对平行反应而言，根据反应选择性的动力学特征，主反应级数低于副反应级数时，浓度降低是有利的，故返混的影响是有利的，而反之则是不利的。又如，对于颗粒催化剂内部传递过程而言，由于传质阻力的存在，使催化剂内部的反应物浓度从外往里呈逐渐降低的态势，而产物浓度的变化则相反。尽管内部传递过程与返混是两个截然不同的工程因素，但只要深入分析，从本质上看，内扩散同样是改变了反应场所的浓度，使反应物浓度降低了，这恰好与返混的结果一样，可以预见，内部传递过程对反应结果的影响，也必然与返混的影响一样。工业反应过程中，影响反应结果的工程因素有返混、予混合、传质和传热等，取决于反应器型式、操作方式、操作条件等决策变量。反应工程思维方法揭示了上述决策变量对反应结果的影响，实质上是有关工程因素对反应场所温度和浓度的影响，而反应场所的温度和浓度是通过化学反应的温度效应与浓度效应对反应速率、反应选择性产生影响，进而改变了反应结果。

化学工业生产过程包括进行物理变化和化学反应的过程。化学反应过程是生产的关键。在工业规模的化学反应器中，化学反应过程与质量、热量及动量传递过程同时进行。这种化学反应与物理变化过程的综合，称为宏观反应过程。研究宏观反应过程的动力学称为宏观反应动力学。宏观动力学与本征动力学不同之处在于：除了研究化学反应本身以外，还要考虑到质量、热量、动量传递过程对化学反应的交联作用及相互影响。进行宏观反应动力学分析，应注意按相的类别、温度条件和操作方法来分类，多相反应，或称为非均相反应，涉及反应物及生成物在相际的质量传递。变温反应涉及反应物系的相际及与外界的热量传递；而流体的流动特征对质量传递和热量传递有着重大的影响。以宏现动力学为基础，还要进一步对工业反应装置的结构设计墁最佳操作条件的确定控制、放大、优化等进行研究，以期应用于生产实践时获得良好的技术经济效果

由于化学反应工程涉及多种影响参数及参数之问相互作用的复杂关系，例如化学反应与传质、传热过程的相互交织，连续流动反应器中流体流动状况影响到同一截面反应物的转化率和选择率的不均匀性，化学反应速率与温度的非线性关系等，传统的因次分析和相似方法已不能反映化学反应。工程的基本规律，而必须用数学方法来描述工业反应器中各参数之间的关系，这种数学表达式称为数学模型。有了数学模型，才可能用数学方法来模拟反应过程，这种模拟方法成为数学模拟方法。用数学模拟方法来研究化学反应工程，比传统的经验方法能更好地反映其本质。数学模拟方法的基础是数学模型，数学模型的基础是对多种影响过程特性的分析，又称为物理模型。数学模型处理问题的性质可分为化学动力学模型、流动模型、传递模型、宏观动力学模型。工业反应器中宏观动力学模型是化学动力学模型流动模型及传递模型的综台，是本书所要讨论的核心内容。气—固相催化反应和流—固相非催化反应着重讨论单颗粒固相粒内和相际的宏观反应动力学，气—波相反应则着重讨论液相内的化学反应，其宏观动力学模型是化学动力学模型与传递过程模型的综合，若讨论的是整个反应器。宏观动力学模型还包括l旎动模型在内数学模型的建立是通过实验研究得到的对于客观事物规律性的认识并且在一定条件下进行台理简化的工作。不同的条件下其简化内容是不相同的。各种简化模型是否失真，要通过同规模的科学实验和生产实践去检验和考核，并对原有的模型进行修正，使之更为合理。物理化学中的理想气体定律，化工单元操作中吸收过程的双膜论，都是在一定条件下建立的行之有效的合理的简化模型各种工业反应过程的实际情况是复杂的，尤其是流动反应器内流体和固体的运动状况和多孔固相催化剂及固相反应物内的宏观反应过程，一方面由于对过程还不能全部地观测和了解；另一方面由于数学知识和计算手段的限制，用数学模型来完整地、定量地反映事物全貌目前还不能实现。因此，将宏观反应过程的规律进行去粗取精的加工，根据主要的矛盾和矛盾的主要方面提出一定的模型，并在一定的条件下将过程合理简化，是十分必要的。简化是数学模拟方法的重要环节台理地简化模型要达到以下要求：(1)不失真；(2)能满足应用的要求：(3)能适应实验条件，以便进行模型鉴别和参数估值；(4)能适应现有计算机的能力。

数学模型大都是各种型式的联立代数方程、常微分方程、偏微分方程或积分方程，这些方程组往往难以求得解析解。但由f近年来发展了各种数值计算方法和电子计算机，给定边界条件和有关热力学数据和操作条件后，在计算机上迅速求取数值解。便于进行多方案评比及优化计算。这些部是数学向化学反应工程渗透而获得的成果通过小型实验所获得的科研成果能迅速可靠地应用于大型工业装置，并综合各方面的有关因素提出优化设计和操作方案。如换热设备，由于其影响因素比较少，其放大及优化还比较易于收效；而反应器由于其中所进行过程涉及化学反应、流动状况、传热及传质等错综复杂、相互关联和非线性的多参数，它的工程放大和优化往往是整个生产系统的工程放大和优化的关键数学模拟放太法比传统的经验方怯能更好地反映反应过程的本质。由于掌握工业反应过程的内在规律，用数学模拟增大法可以增大放大倍数，缩短放大周期，还可以根据数学模拟方法来评比各类反应器的结构及预期所达到的效果，从而寻求反应器的优化设计。数学模型还可以研究反应过程中操作参数改变时反应装置的行为，从而达到操作优化，而某些状态往往是工业中难以实现或具有破坏性质的。因此，数学模拟方法既是进行工程放大和优化设计的基础，也是制订优化操作和控制方案的基础。用数学模拟方法进行工程放大及寻求优化，能否精确地进行预计，决定于数学模型是否失真，也决定过程中各种影响参数间的相互关系的复杂性。反应过程中存在许多复杂因素，建立台适的数学模型并不是轻而易举的事。工业装置中最难以模拟是其中的流体分布和流体流动状况。对于某些参数之间关系复杂的反应系统，从实验装置获得的数学模型，必须通过建立中间试验装置来检验和修正模型，使数学模型更为合理，再将经过修正的数学模型用来进行大型装置的放大设计：投产后，还应从生产实践进一步检验数学模型。

化学反应工程范文第8篇

1理论教学与实践教学紧密结合，巩固专业知识

化学反应工程作为化工专业的主干课程，理论课、实验课在第6学期同步开设，在课程衔接方面起着承上启下的作用。理论课共42学时，重在培养学生熟悉反应动力学基本理论和树立反应器设计中的工程观念;实验课共24学时，其目的在于培养学生动手能力、操作能力以及解决工程问题的能力，同时也可加深学生对所学理论知识的认知程度［4］。化学反应工程实验中心于2015年建成并投入使用，在2012级化工专业学生中开设。实验内容包括流动性能测定、气固催化反应、液固催化反应动力学、气相扩散系数等。由于化学反应工程学科体系十分复杂，且与高等数学、物理化学等基础学科密切相关，并与化学热力学、反应动力学、传递工程等存在交叉关系，教学难度较大，普通抽象的讲授很难达到预期的教学效果，必须科学地选择和应用适宜的教学方法，将抽象的内容具体化，因此可通过开设实验课解决这一难题［5］。如学生在理论课接触到流动性能测试方法为物理示踪法，示踪剂的输入方式有脉冲法，阶跃法，但理解起来还是有些囫囵吞枣，云里雾里的感觉，通过实验过程，学生亲自使用注射器加注示踪剂，体会到脉冲示踪的真正含义;通过阀门及仪表控制电磁阀切换流体，加入示踪剂，也深刻领悟了阶跃示踪法的特点，在此基础上，学生能够对流体流动性能测试实验有清晰的认识，也能够结合概率知识密度函数及分布函数去处理反应工程中的具体问题。

2启发式教学，培养学生树立工程意识

启发式教学，就是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习，以促进身心发展。启发既是一种方法，更是一种教学指导思想，是相对于灌注式而言的。由于实验课的特殊性质，决定了师生之间可采用一种较为灵活的启发式互动教学法。目前实验设备按类型分为验证型，综合型实验。实验课提前分组，确定每次实验内容，要求学生分组合理，每组成员分工合理，每个参加实验的同学都要提前预习，了解实验原理及相关注意事项，在接触到具体实验设备时，要求学生对照实验指导书所示流程图，分清所有仪表、阀门、管路的具体作用，教师不讲或少讲实验原理，随机抽查学生去讲解实验过程及实验整体安排、预习程度、查阅文献情况、实验设计思路，从而能够激发学生去思考，去摸索。从理论课被动接受相关反应器知识，到实验室亲自操作仪器，合成反应，在此过程中，学生根据自己设计的最佳方案来安排实验，完成药品的配制、仪器的准备和仪器的安装与调试;根据拟定的实验步骤进行实验操作，观察实验现象，准确无误地记录实验数据。教师应全程跟踪学生的实验过程，以便及时发现和解决实验过程中遇到的各种问题，正确引导学生顺利完成实验。这既锻炼了学生思考问题的能力，也对教师专业知识的储备提出更高的要求，因此能够体现教学相长［6］。实验结束之后，要求学生会用专业软件去处理实验数据，并将实验报告按照预习报告－实验过程报告及数据处理结果－实验原始记录顺序整理成册，统一上交，集中批改，并结合学生在实验过程中的操作情况给出最终成绩。

3先实验再实践，提高工程实践能力

作为化工专业的本科生，从第6学期第1周开始进行化学反应工程理论课的学习，通过初次学习已明确了“三传一反”是化学反应工程的理论基础，以及以“反应器”作为研究对象的客观事实。因此，从第7周进入反应工程实验室，分别接触到反应器流动性能测定，气固相催化反应，液固催化反应动力学测定等实验，由反应装置完成“邻二甲苯气相氧化制取邻苯二甲酸酐”、“以苯为原料，镍为催化剂在固定床反应器中合成环己烷”的合成实验，并由气相色谱法进行定性分析。通过实验，学生对基本的反应器及反应过程有了直观的认识。第10周开始，学生进行为期1周的企业见习，从实验室小试到企业放大，学生接触了更实际的从原料到产品的完整的化工生产过程。因此，从实验到见习的完美结合，使学生对反应设备的认识由小及大，由简单到复杂，树立了感性认识，激发了思考动力，提高了工程实践能力。

4以实验室为起点，参加化工设计大赛，增强学生工程应用能力

应用型人才是指能将所学专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门型人才，是能够熟练掌握工业生产第一手基础知识和基本技能，主要从事具体岗位操作的技术或专业人才［7］。榆林作为部级能源化工城市，周边化工企业众多，也是我校化工专业学生就业的主要去向。随着社会与科技的飞速发展，化工行业对工程技术人才的要求越来越高。而工程技术人才的创新能力集中体现在工程实践活动中创造新的技术成果的能力，包括新产品和新技术的研发，新流程和新装置的设计，新的工厂生产过程操作运行方案等等。于是，应用型工程技术人才的培养也是高校的主要教学任务，可通过制定合适的教学方法，按照理论教学－实践验证－综合训练的产学研教学模式来实现。化学反应工程研究的对象是各种类型的反应器，以质量传递、热量传递、动量传递以及反应动力学为基础，从研究均相理想反应器出发，到认识工业生产当中实际使用的固定床、流化床、浆态床等反应器。学生在接触理论之后辅助以实验操作以及见习实习环节，能够大大提高学生的学习兴趣和培养理论联系实际的能力［8］。任何化工生产过程都离不开核心设备反应器的使用，因此，学生在学习相关专业课的同时，以课程设计、专业实验为基础，进行化工厂综合设计，为参加化工设计比赛奠定基础，真正做到“学以致用”。总之，化学反应工程实验是化学反应工程理论课的延伸，旨在强化理论知识，培养动手能力，增强设计理念与全局观念，为陕北地方经济发展培养接地气的应用型人才做出应有的贡献。

化学反应工程范文第9篇

《化学反应工程与工艺》（CN：33-1087/TQ）是一本有较高学术价值的大型双月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。

《化学反应工程与工艺》主要反映我国化学反应工程和有关工艺方面的科技成果，促进国内外学术交流，并为我国社会主义现代化建设服务。

化学反应工程范文第10篇

关键词：化学反应工程；实践教学；改革

中图分类号：G642.423　文献标识码：A　文章编号：1671-0568(2012)41-0136-02

化学反应过程是化工生产过程的核心，流程中反应器的投资不一定最大，但反应器的设计精度、操作控制精度均要高于其它设备，是决定最终产品产量和质量的关键部位。化学反应工程是一门研究工业反应过程的开发和反应器设计、优化、放大的工程学科。目标是通过学习培养学生分析、解决工业反应器设计、操作和控制中遇到的实际工程问题的能力。化学反应工程是人类从科学实验和生产实践中总结发展起来的，它离不开科学实验和生产实践。学生在学习时普遍感到理论抽象、数学推导繁琐、工程问题多，不少学生认为化学反应工程课程是大学中最难学习的课程之一。本科生的工程背景知识不足，仅靠理论教学难易将反应工程基本原理与工业反应过程有效结合，难易将知识内化为学生的能力。开好这样一门课程，改革实践教学是深化书本理论知识、强化工程应用能力的有效途径之一。为此，青海大学化工学院(以下简称“我院”)在加强实践性教学方面进行了一系列的探索，采取加大课程实验、开设课程设计、开展反应器操作仿真实训、鼓励学生参加科研活动等一系列改革措施，取得良好的教学效果，显著加深了学生对化学反应工程基本原理的理解，有效提高了学生在反应器设计、科学实验研究、反应器操作等方面的实践动手能力。

一、开设课程设计、培养学生应用知识和反应器优化设计的能力

我院开设了为期2周的化学反应工程课程设计，要求每个学生独立完成硫酸转化器设计，采用二转二吸中的“3+1”或“2+2”式工艺、四段间接换热绝热式固定床催化反应器。每个学生的设计规模、进一段的原料气组成、净化率、转化率、吸收率不相同，学生自己查阅文献资料、查找设计方法、搜集计算公式、选择工艺参数进行设计。完成后撰写设计说明书，内容包括设计任务书、目录、设计方案简介、工艺计算、设计结果汇总、设计评述与讨论、参考文献，等等。设计过程中学生之间广泛讨论，商讨设计方法，学习氛围浓厚。虽然过程相似，但设计条件不同，每个学生都要单独完成自己的设计任务。通过该课程设计，学生对固定床催化反应器的形式和特点，固体催化剂的性能、内扩散有效因子的概念和计算方法，平衡温度、平衡温度曲线的概念和绘图方法，最佳温度、最佳温度曲线的概念和绘图方法，各段进出口温度、进出口转化率的最佳分配方法，利用本征动力学方程，通过数值积分计算反应时间的方法，催化剂用量的计算及校正方法，反应器直径、高度及其它附件尺寸的计算方法等知识点，有了深刻的理解和较好的掌握。

二、逐步加大实验、巩固所学知识、培养实验动手能力

对于化学反应工程这种实践性很强的工程学科来说，实验是学生参加实践获取知识所必需的学习途径。而化学反应工程的主要研究方法也是应用理论推演和实验研究工业反应过程的规律而建立的数学模型方法。所以教会学生如何建立各类实验反应器，如何进行实验设计、反应条件选择和数据处理非常有用。为此在课程建设中，我院通过专业实验课、综合设计型实验课，逐步加大与化学反应工程有关的实验。目前开设多釜串联流动特性的测定、管式反应器流动特性测定两个验证型实验；开设乙酸乙脂水解反应动力学的测定、乙醇催化裂解制乙烯反应动力学测定、乙苯脱氢制苯乙烯、反应精馏制乙酸乙酯等四个综合设计型实验。通过实验，学生对返混、脉冲法、阶跃法的概念以及停留时间分布的测定方法，多釜串联模型、轴向混合模型的流动特性，理想流动反应器与实际反应器停留时间分布的区别，连续均相流动反应器的非理想流动情况及产生返混原因，全混釜中连续操作条件下反应器内测定均相反应动力学的原理和方法，反应精馏与常规精馏的区别，连续流动反应体系中气――固相催化反应动力学的实验研究方法，温度、浓度、进料流量对不同反应结果的影响，转化率、选择性及收率的概念及计算方法等知识点，有了透彻的理解。课堂上学习的理论知识，不但在实验中得到验证和巩固，而且得到了应用，掌握了反应动力学的实验测定和相关设备的使用方法。

三、开展仿真实训、培养实践操作能力

我院以前有四周生产实习，实习中遇到企业为了安全和效益等因素不允许学生亲自动手操作时，学生得不到实际操作设备的锻炼机会；一般实习一个化工产品的生产过程，学生掌握了工艺流程、生产原理之后，实习后期学习兴趣、主动性降低，影响实习效果等问题。而且目前大部分化工企业采用DCS控制，技术员主要在控制室通过电脑操作控制生产过程。随着信息时代的到来，计算机仿真技术的应用越来越广泛，采用仿真技术将复杂的工业反应过程虚拟化，从而在计算机上以“慢速”再现反应过程及变化特征，将“抽象”化为“形象”，动态演示工业生产过程。并且，仿真实训具有无消耗、无污染、可重复操作等优点。为此我院购买了北京东方仿真软件技术有限公司的化工培训软件，在校内建立仿真实验室，开展仿真实训教学。将以前四周全在企业的生产实习改为前两周在企业生产现场实习，后两周在校仿真实验室开展仿真实训。目前我院开设的与化学反应工程有关的仿真实习项目有固定床反应器单元、流化床反应器单元、间歇反应釜单元，以及30万吨合成氨生产工艺中的反应部分、甲醇生产工艺中的反应部分，等等。学生要进行冷态开车操作、正常生产操作、停车操作、故障处理操作，以及单人单工段、多人单工段、多人多工段等操作环节的实训。通过仿真操作训练对于学生了解化工反应过程、以及工艺和控制系统的动态特性、提高对化工生产过程的运行和控制能力具有特殊效果。这种运行、调整和控制能力，集中反映了学生运用理论知识解决实际问题的水平。所以，仿真训练是运用高科技手段强化学生掌握知识和理论联系实际的新型教学方法。

四、参与科研活动、培养创新能力

鼓励和指导学生参与科研活动，培养创新能力，是我院进行的又一项加强实践教学的改革措施。引导学生积极申报国家大学生创新型实验计划项目、青海大学“大学生科技创新基金项目”、吸纳学生参加教师的科研项目，结合毕业论文实验，给学生提出难度、深度和工作量相对适中的课题，或从教师承担的科研项目中分出一部分专题，让学生在教师的指导下开展研究工作。经过多年努力，目前我院化学工程系近30％的学生参与科研活动。参与完成了粒状吸附剂制备、沸石吸附性能表征、反应沉淀法分离油田水中的钙镁离子、处理锌冶炼废水的中试反应器设计、屠宰废弃物发酵反应条件优化、固相反应法制备硫酸锌、化学沉淀法分离盐湖卤水中的钙镁离子等与化学反应工程知识有关的课题。使学生接触和了解部分学科前沿知识和研究动态，拓宽了学生的视野。科研中探索出的新思路、新方法、新对策，启迪与开拓了学生的创新意识。